Señalización celular.
Tenemos
las pilas recargadas y la primera parte comprendida, sigamos entendiendo
algunos mecanismos que nuestra célula utiliza para cumplir con sus funciones.
Muchos estímulos extracelulares inician una respuesta
celular mediante la unión con el dominio extracelular de una proteintirosincinasa
receptora (RTK), que activa el dominio de tirosincinasa localizado en la
superfi cie interna de la membrana plasmática.
Las RTK regulan diversas funciones, como el crecimiento y proliferación celulares,
el curso de la diferenciación celular, la captación de partículas ajenas y la
supervivencia celular. Los ligandos estimulantes del crecimiento mejor
estudiados, como PDGF, EGF y FGF, activan una vía de señalización llamada
cascada de cinasa de MAP que incluye una pequeña proteína monomérica de unión con
GTP denominada Ras. Al igual que otras proteínas G, la Ras fl uctúa entre una
forma inactiva unida con GDP y una forma activa unida con GTP. En su forma
activa, estimula a los efectores que se encuentran corriente abajo en la vía de
señalización. Como otras proteínas G, la Ras tiene actividad de GTPasa
(estimulada por una GAP) que hidroliza el GTP unido para formar GDP unido, con
lo que se apaga a sí misma. Cuando un ligando se une con la RTK, la
transautofosforilación del dominio citoplásmico del receptor conduce al
reclutamiento de Sos, un activador de Ras, a la superfi cie interna de la membrana.
Sos cataliza el intercambio de GDP por GTP, lo que activa a la Ras. La proteína
Ras activada tiene una mayor afi nidad por otra proteína llamada Raf, que sufre
la atracción de la membrana plasmática, donde se convierte en una cinasa de
proteína activa que inicia una cadena ordenada de reacciones de fosforilación. Los
últimos blancos de la cascada de la cinasa de MAP son factores de transcripción
que estimulan la expresión de los genes cuyos productos tienen un papel clave
en la activación del ciclo celular, lo que inicia la síntesis de DNA y la
división celular. La cascada de cinasa de MAP se encuentra en todos los
eucariotas, desde las levaduras hasta los mamíferos, aunque durante la
evolución se adaptó para inducir respuestas diferentes en los diversos tipos de
células
La insulina media muchas de sus acciones en las células
blanco mediante la interacción con el receptor para insulina, que es una RTK.
La cinasa activada agrega grupos fosfato a los residuos de tirosina localizados
en el receptor y las proteínas de acoplamiento relacionadas con el receptor
llamadas IRS. Los residuos fosforilados de tirosina de una IRS sirven como
sitios de acoplamiento para las proteínas que tienen dominios SH2, las cuales
se activan con la unión con IRS. Varias vías de señalización separadas pueden
activarse como resultado de distintas proteínas de señalización que se unen con
una IRS fosforilada. Una vía puede estimular la síntesis de DNA y la división
celular, otra puede estimular el movimiento de los transportadores de glucosa a
la membrana celular y otras más pueden activar los factores de transcripción que
inician la expresión de un conjunto de genes específicos de insulina.
La rápida elevación del Ca2+ citosólico, inducida por
la abertura de los canales iónicos en las membranas citoplásmicas o la membrana
plasmática, inicia una gran variedad de reacciones celulares.
La concentración normal de iones Ca2+ en el citosol se mantiene en cerca
de
10–7 M por la acción de bombas de calcio situadas en la membrana plasmática
y la membrana del retículo endoplásmico liso. Muchos estímulos diferentes
(desde un espermatozoide hasta un impulso nervioso que llega a una célula
muscular), propician un aumento súbito de la concentración citosólica de
calcio, la cual puede seguir a la abertura de los canales del Ca2+ en la
membrana plasmática, receptores de IP3 o receptores de rianodina, que son un
tipo diferente de canal del calcio ubicado en la membrana del retículo endoplásmico
liso. Según sea el tipo de célula, los canales de rianodina pueden abrirse por
un potencial de acción que llega a la célula o por la entrada de una pequeña
cantidad de calcio por la membrana plasmática. Entre las respuestas del aumento
de la concentración citosólica de calcio, algunas son la activación o
inhibición de varias enzimas y sistemas de transporte, fusión de membrana o
alteraciones de las funciones contráctiles o del citoesqueleto. El calcio no
actúa sobre estos diversos blancos en su estado iónico libre, sino que se une
con un pequeño grupo de proteínas para unión con calcio, que a su vez inducen
la respuesta. La más difundida de estas proteínas es la calmodulina, que contiene
cuatro sitios para unión con calcio. El ion calcio también es un mensajero intracelular
importante en las células vegetales, donde media las respuestas a diversos estímulos,
incluidos cambios de la luz, presión, gravedad y la concentración de hormonas
vegetales como el ácido abscísico
Las diferentes vías de señalización se interconectan
con frecuencia.
Como resultado, las señales de diversos ligandos no relacionados pueden converger
para activar a un efector común, como Ras; las señales del mismo ligando pueden
divergir para activar varios efectores diferentes y las señales pueden pasar en
uno y otro sentidos entre distintas vías (comunicación cruzada)
El óxido nítrico actúa como mensajero intercelular que
se difunde en forma directa por la membrana plasmática de la célula blanco.
Entre las actividades que estimula el NO está la relajación de las
células de músculo liso que recubren los vasos sanguíneos. El NO se produce por
acción de la enzima sintetasa del óxido nítrico, que emplea arginina como
sustrato. A menudo el NO funciona mediante la activación de la guanililciclasa
para producir el segundo mensajero cGMP
0 comentarios